×
10.05.2015
216.013.4b33

Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКИХ СРЕД В ТРУБОПРОВОДАХ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области гидроакустической метрологии. Сущность: при использовании известного свойства электроакустических излучателей изменять соотношение величин активной и реактивной составляющих своего сопротивления излучения в соответствии с флюктуациями характеристик среды - ее плотности, температуры и давления. Таким образом, контролируя соотношение названных величин, можно получать информацию о характеристиках среды и их динамике, сопровождающей, в частности, прокачивание жидкости в трубопроводах. Это соотношение при работе генератора на комплексную нагрузку однозначно характеризуется фазовым сдвигом между подводимым к излучателю напряжением и потребляемым им током, поэтому последний (фазовый сдвиг) и выбирают в качестве контролируемого параметра в предлагаемом способе контроля скорости потока и объемов прокачиваемых жидких сред в трубопроводах. Технический результат: существенное упрощение реализуемых по этому способу устройств со значительным снижением затрат на их производство, установку и эксплуатацию, что повлечет за собой повышение надежности последних и возможность реализации мобильного варианта устройства в целом.
Основные результаты: Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах, включающий создание в них гидроакустического поля и последующий контроль его параметров с помощью электроакустических преобразователей (ЭАП) и питающих их электронных устройств формирования и усиления сигналов, отличающийся тем, что используют свойство ЭАП в режиме излучения изменять соотношение величин активной и реактивной составляющих своего сопротивления излучения при изменении характеристик среды, в частности скорости ее потока, а в качестве контролируемого параметра выбирают фазовый сдвиг между подводимым к ЭАП электрическим напряжением и потребляемым ими током.

Изобретение относится к области гидроакустической метрологии, а именно измерению параметров гидроакустического поля с помощью приемоизлучающих электроакустических преобразователей (ЭАП) в жидкой, прокачиваемой в трубах среде и может быть использовано в целях контроля скорости потока и объемов прокачиваемых сред.

Предмет предлагаемого изобретения (способ измерения скорости потока жидких сред) нашел свою реализацию как в виде результатов теоретических исследований, так и на практике - в виде специальных устройств, в частности, широко известны такие устройства с реализованными аналогами данного изобретения, как, например, бытовые и промышленные счетчики объемов прокачиваемых по трубопроводам газа, воды или горючего, использующие встроенные в эти среды механические и акустические датчики скорости потока жидких сред, причем последние могут быть и внешними, но имеющими акустико-механический контакт с трубопроводом. В литературных источниках отмечается использование и других полей, характеристики которых могут изменяться в зависимости от динамического состояния среды, например измерение скорости потока электропроводящих сред в магнитном поле по контролю индуцируемой при этом эдс [1-3].

Гидроакустические аналоги [4-9] имеют в своей основе различные виды контроля характеристик гидроакустического поля, создаваемого излучающими ЭАП в прокачиваемой среде, с помощью расположенных на определенном расстоянии от излучателей приемных ЭАП, а также электронных устройств, которые генерируют ультразвуковой сигнал, подаваемый на излучатель, и проводят анализ принятого приемником сигнала по его частотно-фазовым и корреляционно-временным параметрам. Главной характеристикой таких аналогов, реализуемой в конструкциях контролирующих устройств, является использование доплеровского эффекта - свойства изменения величины суммарного вектора скорости звука в прокачиваемой среде, воздействующего на приемный ЭАП, в зависимости от взаимного расположения векторов скорости звука в неподвижной среде и скорости потока среды, а именно, увеличение его при их совпадении и уменьшение - при противоположных направлениях последних, что приводит к флюктуациям указанных выше параметров принимаемого сигнала, используемых в целях контроля, в конечном итоге, скорости потока и объемов прокачиваемых сред.

В качестве прототипа изобретения выбран наиболее близкий к последнему из перечисленных аналогов способ контроля частотно-фазового сдвига, вызванного доплеровским эффектом между излученным и принятым сигналами, или коэффициента взаимной корреляции между ними [9], реализованный в портативном одноканальном ультразвуковом расходомере. Определение «одноканальный» принят в этом источнике для устройства, в состав которого кроме электроакустических излучателя и приемника а также электронных устройства излучения, обработки и отображения принятого сигнала, включен участок контролируемой среды, в то время как названное определение может быть отнесено к гидроакустическому каналу в целом, фактически включающем электрические каналы излучения, приема и объединяющую их в одну цепь водную среду.

Как нетрудно видеть, аппаратурная реализация приведенных аналогов, также как и выбранного прототипа, характеризуется необходимостью применения двухканальной схемы - наличием каналов излучения и приема, включающих электроакустические излучатели и приемники и соответствующие им электронные устройства излучения, обработки и отображения принятого сигнала. Преобладающее большинство реализации способов, принятых в качестве аналогов, имеют в своей основе использование встраиваемых гидроакустических датчиков внутри трубопроводов с соблюдением жестких требований по их взаимному расположению, что уменьшает их надежность и ремонтопригодность, а также полностью исключает такое необходимое в некоторых случаях свойство, как мобильность. Исключение составляет цитированный выше источник [9], в котором представлено описание реализации способа с «времяпролетным корреляционным измерением» в автономном устройстве. Однако, как правило, конструкция подобных устройств представляет собой встраиваемые в трубопровод блоки, обеспечивающие получение и передачу потребителям информацию по контролируемому параметру.

Техническим результатом изобретения является существенное упрощение реализуемых по заявляемому способу устройств со значительным снижением затрат на проектирование, разработку, а также установку и эксплуатацию, что повлечет за собой повышение их надежности, в общем смысле, и ремонтопригодности, в частном. Что касается такого параметра, как точность измерений, то реальные требования потребителей могут быть удовлетворены выбором конструкции электроакустических излучателей и соответствующим электронным обеспечением.

Указанный результат достигается использованием известного свойства электроакустических излучателей изменять свое сопротивление излучения, имеющее, как правило, комплексный характер, в соответствии с изменением характеристик среды - плотности, температуры и давления. Следовательно, контролируя соотношение величин активной и реактивной частей составляющих сопротивления излучения, можно получать информацию о характеристиках среды и их динамике, т.е. в нашем случае скорости потока при прокачивании жидких сред в трубопроводах. Наиболее полно указанное соотношение при работе генератора на комплексную нагрузку характеризует фазовый сдвиг между подводимым к излучателю электрическим напряжением и потребляемым им током, что и определяет выбор его (фазового сдвига) в качестве контролируемого параметра, в предлагаемом способе контроля потока жидких сред в трубопроводе.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа с рассмотренными аналогами показывает, что заявляемый способ содержит, во-первых, результат решения известной задачи - оперативного контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах - с новым объектом контроля, а именно электронной частью канала излучения гидроакустических сигналов, во-вторых, обоснование выбора нового контролируемого параметра - фазового сдвига между подводимым к излучателю напряжением и потребляемым им током и наконец, в-третьих, новую форму реализации этого способа - установку излучателя с акустико-механической связью с звукопроводящим трубопроводом на внешней его поверхности.

Практическая реализация данного изобретения может быть достигнута достаточно просто - исключением канала приема и введением устройства контроля обозначенного выше существенного отличительного признака (фазового сдвига) в канал излучения одного из аналогов.

Источники информации

1. Паршин В.М. Приборы и методы комплексных поточных измерений вязкости, плотности и скорости движения жидкости. М., Мет. 1990.

2. Гост 001.017.120.010 Измерение параметров потока жидкости в закрытых каналах.

3. Расходомеры. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1966, т.4, с.375.

4. Патент US №4032259, МПК7 G01F 1/66, 28.06.1977.

5. Патент РФ №2018089, МПК7 G01F 1/66, 15.08. 1994.

6. Патент РФ №2209401, МПК7, G01F 1/66, 06.07.2001.

7. Патент РФ №2180432, МПК7 G01F 1/66, 10.02.2002.

8. Патент РФ №2210062, МПК7 G01F 1/66, 11.06.2003.

9. Портативный одноканальный ультразвуковой расходомер с графическим дисплеем KATFlow 200. Каталог фирмы Inno-Tech (http://www. inno-tech.ru/catalog/1/19).

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 281-290 из 635.
25.08.2017
№217.015.ca65

Пироклапан

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к клапанам низкого давления с разрушаемым запорным элементом, и предназначено для применения в пневмогидравлических системах для открытия постоянного сообщения полостей различных магистралей. Пироклапан, в котором предусмотрены ослабленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619967
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb39

Мобильная пусковая установка

Изобретение относится к вооружению и касается мобильных пусковых установок вертикального пуска. Мобильная пусковая установка (МПУ) содержит шасси, на котором с возможностью поворота в вертикальной плоскости установлена качающаяся часть (КЧ), выполненная с возможностью установки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620007
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb3a

Устройство для снятия с мели

Изобретение относится к области судостроения, в частности к средствам снятия аварийных объектов с мели. Устройство для снятия с мели состоит из буксировщика с шарнирно закрепленным на поворотном барбете гидроцилиндром, шток которого имеет поперечную канавку для стопора съемного упора. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620040
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb7e

Способ наведения самоходной плавающей десантной техники на десантно-доступные районы побережья

Изобретение относится к области навигации, а именно к способам наведения самоходной десантной техники на десантно-доступные районы побережья. Производится скрытная установка одного роботизированного створного знака и его развертывание в полностью автоматическом режиме. Установка знака...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620289
Дата охранного документа: 24.05.2017
25.08.2017
№217.015.d204

Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания летательных аппаратов

Изобретение относится к способу эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) летательных аппаратов (ЛА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Повышение надежности и живучести СЭП модульного типа без ухудшения технических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621694
Дата охранного документа: 07.06.2017
25.08.2017
№217.015.d337

Установка для исследования электроёмкости проводников на модели из электропроводящей бумаги

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по физике. На прямоугольном планшете уложен лист электропроводящей бумаги (ЭПБ), снабженный прямоугольной системой координат в виде взаимно перпендикулярных линеек. На краю левой стороны листа ЭПБ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621599
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.d3c0

Электроклапан

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к клапанам с электромагнитными приводами, и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов в качестве исполнительного устройства для перепуска рабочих сред в гидравлических или воздушных топливных системах....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621456
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.d48c

Фильтр

Изобретение предназначено для очистки газовых сред. Фильтр содержит корпус с герметично закрепленным на нем входным фланцем, имеющим тороидальные кольцевые выступы, крестовину и входные окна. К крестовине герметично прикреплена шпилька, на которой закреплены ребра. К корпусу фильтра с другой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622138
Дата охранного документа: 13.06.2017
26.08.2017
№217.015.d583

Способ эксплуатации технического объекта

Способ эксплуатации предназначен для использования в управлении периодичностью профилактического технического обслуживания объектов. Способ включает определение начальной периодичности технического обслуживания объекта по наработке и допустимой интенсивности отказов по отношению к наработке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623009
Дата охранного документа: 21.06.2017
26.08.2017
№217.015.d78a

Поршневая машина

Изобретение относится к компрессорной технике, а именно к поршневым компрессорам. Машина содержит цилиндры с размещенными в них поршнями. В головке цилиндров расположены нагнетательные клапаны, выполненные в виде вытеснительных поршней. В межступенчатой емкости установлен холодильник. Емкость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623350
Дата охранного документа: 23.06.2017
Показаны записи 281-290 из 361.
25.08.2017
№217.015.ca2b

Способ выполнения подводных подъемно-транспортных операций и устройство для его осуществления

Изобретение относится к судоподъемным и аварийно-спасательным работам на морских и внутренних водоемах. Для выполнения подводных подъемно-транспортных операций включают позиционирование под водой в вертикальной и горизонтальной плоскостях над поднимаемым объектом подъемно-транспортное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619882
Дата охранного документа: 19.05.2017
25.08.2017
№217.015.ca65

Пироклапан

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к клапанам низкого давления с разрушаемым запорным элементом, и предназначено для применения в пневмогидравлических системах для открытия постоянного сообщения полостей различных магистралей. Пироклапан, в котором предусмотрены ослабленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619967
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb39

Мобильная пусковая установка

Изобретение относится к вооружению и касается мобильных пусковых установок вертикального пуска. Мобильная пусковая установка (МПУ) содержит шасси, на котором с возможностью поворота в вертикальной плоскости установлена качающаяся часть (КЧ), выполненная с возможностью установки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620007
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb3a

Устройство для снятия с мели

Изобретение относится к области судостроения, в частности к средствам снятия аварийных объектов с мели. Устройство для снятия с мели состоит из буксировщика с шарнирно закрепленным на поворотном барбете гидроцилиндром, шток которого имеет поперечную канавку для стопора съемного упора. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620040
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb7e

Способ наведения самоходной плавающей десантной техники на десантно-доступные районы побережья

Изобретение относится к области навигации, а именно к способам наведения самоходной десантной техники на десантно-доступные районы побережья. Производится скрытная установка одного роботизированного створного знака и его развертывание в полностью автоматическом режиме. Установка знака...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620289
Дата охранного документа: 24.05.2017
25.08.2017
№217.015.d204

Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания летательных аппаратов

Изобретение относится к способу эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) летательных аппаратов (ЛА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Повышение надежности и живучести СЭП модульного типа без ухудшения технических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621694
Дата охранного документа: 07.06.2017
25.08.2017
№217.015.d337

Установка для исследования электроёмкости проводников на модели из электропроводящей бумаги

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по физике. На прямоугольном планшете уложен лист электропроводящей бумаги (ЭПБ), снабженный прямоугольной системой координат в виде взаимно перпендикулярных линеек. На краю левой стороны листа ЭПБ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621599
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.d3c0

Электроклапан

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к клапанам с электромагнитными приводами, и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов в качестве исполнительного устройства для перепуска рабочих сред в гидравлических или воздушных топливных системах....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621456
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.d48c

Фильтр

Изобретение предназначено для очистки газовых сред. Фильтр содержит корпус с герметично закрепленным на нем входным фланцем, имеющим тороидальные кольцевые выступы, крестовину и входные окна. К крестовине герметично прикреплена шпилька, на которой закреплены ребра. К корпусу фильтра с другой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622138
Дата охранного документа: 13.06.2017
26.08.2017
№217.015.d583

Способ эксплуатации технического объекта

Способ эксплуатации предназначен для использования в управлении периодичностью профилактического технического обслуживания объектов. Способ включает определение начальной периодичности технического обслуживания объекта по наработке и допустимой интенсивности отказов по отношению к наработке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623009
Дата охранного документа: 21.06.2017
+ добавить свой РИД